CN203120161U - 基于超宽带无线通信技术的室内定位系统 - Google Patents

基于超宽带无线通信技术的室内定位系统 Download PDF

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王彦良
徐刚
许磊
刘祥国
宋坤
任凤
李春莉
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Jining Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本实用新型是一种基于超宽带无线通信技术的室内定位系统，包括安装有定位软件的定位服务器（4），还包括分别通过以太网交换机（3）与定位服务器（4）通讯的若干个定位传感器（1）；还包括与所述的定位传感器（1）无线通信的若干个定位标签（2）；其中两个定位传感器（1）之间连接有时间同步线。能够用于特殊安全场合下如室内运维人员和贵重物资、设备的实时定位。同时可以对工作人员工作路径情况进行追踪；对工作人员误入室内危险情况进行声音告警提示，实现电子围栏的功能。

Description

基于超宽带无线通信技术的室内定位系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于超宽带无线通信(UWB)技术的室内定位系统。 
背景技术
定位技术的应用已经广泛渗透到国民经济和社会发展的各个领域。室外定位技术借助GPS等全球导航卫星系统已经很成熟。但GPS卫星定位技术民用定位精度太低，卫星信号不能穿透建筑物，室内环境复杂，存在严重的多径和非视距干扰，在室内难以实现定位。超宽带UWB技术作为近年来新兴发展起来的一种无线电技术，经对其技术特点和性能进行研究，可用于室内定位应用的情形。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于超宽带无线通信技术的室内定位系统，实现对室内人员和设施的实时精准定位，并实现对室内人员工作路线情况进行在线追踪；对室内工作人员误入室内危险区域情况进行声音告警提示，实现电子围栏的功能。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下： 
基于超宽带无线通信技术的室内定位系统，包括安装有定位软件的定位服务器，其特征在于：还包括分别通过以太网交换机与定位服务器通讯的若干个定位传感器；还包括与所述的定位传感器无线通信的若干个定位标签；其中两个定位传感器之间连接有时间同步线。
所述定位传感器包括MCU I，超宽带无线通信模块和天线阵列I。 
所述定位标签包括MCU II，超宽带无线通信模块和天线II。 
本实用新型的积极效果在于：能够用于特殊安全场合下如室内运维人员和贵重物资、设备的实时定位。同时可以对工作人员工作路径情况进行追踪；对工作人员误入室内危险情况进行声音告警提示，实现电子围栏的功能。 
附图说明
图1是本实用新型的超宽带无线通信(UWB)网络结构图。 
图2是本实用新型的定位传感器的电路结构示意图。 
图3是本实用新型的定位标签的电路结构示意图。 
图4是本实用新型的定位传感器的布局示意图。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实例进一步描述本实用新型。 
如图1所示，本基于超宽带无线通信(UWB)的室内定位系统，包括安装有定位软件的定位服务器4，分别通过以太网交换机3与定位服务器4通讯的若干个定位传感器1，还包括与所述的定位传感器1无线通信的若干个定位标签2。其中两个定位传感器1之间连接有时间同步线1-1。 
如图2，所述定位传感器1包括MCU I 5，超宽带无线通信模块6和天线阵列I7。天线阵列I7接受UWB信号传送给超宽带无线通信模块6，转换成数字信号后传送给MCU I 5进行处理，然后把定位信息送给服务器。 
如图3，所述定位标签2包括MCU II 8，超宽带无线通信模块6和天线II9。天线阵列II 9接受UWB信号传送给超宽带无线通信模块6，转换成数字信号后传送给MCU II 8进行处理，然后把定位信息送给服务器。 
定位传感器1和定位标签2通过超宽带无线通信(UWB)协议进行定位信息测量和传递；以太网交换机3为定位传感器1提供POE供电，并实现定位传感器1与定位服务器4之间以太网通讯。定位服务器4主要是对定位传感器1送来的定位信息进行计算和界面显示。 
超宽带无线通信(UWB)模块6采用TDOA和AOA的混合定位算法。定位传感器1是一种精密测量仪器，它由天线阵列I 7 和超宽带无线通信(UWB)模块 6 组成，通过接收和检测定位标签 2 发出的超宽带无线通信(UWB)信号来计算定位标签 2的实际位置。工作中，每个定位传感器 1 独立测定超宽带无线通信(UWB)信号的方向角和仰角（AOA），但到达时间差信息（TDOA）则必须由一对传感器来测定，因此这两个传感器需要时钟同步。同时采用AOA和TDOA两种定位技术，可以加强三维定位效果的健壮性。在实际应用中，更多的传感器能保证定位精度的可靠性和有效性。 
在室内进行人员定位时，需要根据室内具体条件，进行定位传感器 1的布局，图4是一个装置室的定位布局示例。如图4，在控制柜10前后和室内其他空旷区域内根据需要布置定位传感器 1，达到对定位标2的定位。再根据电力设备功能进行区域划分，根据工作需要，在不同区域对不同人员分配权限，实现电子围栏的功能。实现对运行人员工作路线情况进行追踪；对工作人员误入没有权限的区域或室内危险区域情况，进行声音告警提示。 

Claims (3)

1.基于超宽带无线通信技术的室内定位系统，包括安装有定位软件的定位服务器（4），其特征在于：还包括分别通过以太网交换机（3）与定位服务器（4）通讯的若干个定位传感器（1）；还包括与所述的定位传感器（1）无线通信的若干个定位标签（2）；其中两个定位传感器（1）之间连接有时间同步线（1-1）。
2.如权利要求1所述的基于超宽带无线通信技术的室内定位系统，其特征在于：所述定位传感器（1）包括MCU I（5），超宽带无线通信模块（6）和天线阵列I（7）。
3.如权利要求1所述的基于超宽带无线通信技术的室内定位系统，其特征在于：所述定位标签（2）包括MCU II（8），超宽带无线通信模块（6）和天线II（9）。
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